Quelles sont les caractéristiques des cartes mères industrielles ARM ?
Les cartes mères industrielles ARM offrent des performances élevées, un faible coût et une faible consommation d'énergie. Ils sont largement utilisés dans l'automatisation industrielle, les IHM, la robotique, les terminaux de vente au détail, la lecture multimédia, les stations de recharge et d'autres domaines.
Les caractéristiques des cartes mères industrielles ARM sont les suivantes :
1. Haute fiabilité et stabilité
Dans les applications de contrôle industriel, des performances stables et fiables constituent une exigence fondamentale pour laquelle les cartes mères industrielles ARM présentent des avantages distincts. Premièrement, en tant que système à puce unique, les cartes mères industrielles ARM ne nécessitent que quelques circuits périphériques pour fonctionner correctement. Deuxièmement, avec une faible puissance thermique, ils éliminent le besoin de ventilateurs et atténuent les problèmes de température affectant les performances. Ils peuvent fonctionner en continu pendant des années. Enfin, le processeur et la mémoire sont intégrés, répondant à des exigences environnementales strictes telles que de larges plages de température et une résistance aux vibrations.
2. Fonctionnalité robuste
Par rapport aux microcontrôleurs, les cartes mères industrielles ARM réalisent facilement une extension via des bus. Par rapport aux cartes mères industrielles X86, les cartes ARM correspondent de plus en plus à leurs capacités-telles que la prise en charge de plusieurs ports COM, ports USB et écrans. En vidéo multimédia et communication de données, elles sont essentiellement à égalité avec les cartes mères industrielles X86.
Cartes mères industrielles ARM
3. Vitesse de traitement élevée
Les processeurs ARM sont des microprocesseurs RISC offrant une efficacité supérieure de traitement des données et des instructions, répondant à la plupart des exigences de contrôle industriel et de terminaux intelligents sur la carte mère. De plus, les données des cartes mères industrielles ARM sont généralement stockées dans la mémoire Flash, qui utilise le format binaire. Les données externes ne peuvent pas être directement copiées à partir des données internes, garantissant ainsi une sécurité solide des données.
4. Cycle de développement court et grande flexibilité
Le cycle de développement matériel des cartes mères industrielles basées sur ARM-s'étend généralement sur trois mois, ce qui réduit considérablement les coûts de R&D et accélère le développement des produits des clients. De plus, les cartes mères industrielles ARM offrent des options de configuration flexibles adaptées aux besoins des utilisateurs, telles que la taille de la mémoire, la réduction des pilotes système, la réduction des puces périphériques et le chargement du logiciel système. Cela réduit considérablement les coûts pour les clients tout en améliorant l’efficacité et les performances globales de la maintenance du système.
Différences entre les cartes mères industrielles et les cartes mères commerciales
En fonction de leur utilisation prévue, les cartes mères peuvent être classées en cartes mères industrielles et cartes mères commerciales. Les cartes mères commerciales sont principalement utilisées dans les ordinateurs personnels et de bureau, tandis que les cartes mères industrielles sont principalement déployées dans des environnements industriels. Par conséquent, les cartes mères industrielles et commerciales présentent des différences de conception significatives.
1. Différents cycles de vie
Selon la loi de Moore, les cartes mères commerciales sont généralement mises à jour après 2 à 3 ans d'utilisation. Le marché des cartes mères commerciales donne la priorité aux valeurs cibles suivantes : vitesse élevée, performances graphiques et de jeu supérieures et faible coût.
Comparés aux ordinateurs commerciaux, les ordinateurs industriels fonctionnent dans des scénarios d’utilisation très différents et répondent à des objectifs distincts. Dans les applications industrielles, chaque appareil a généralement des tâches et des applications opérationnelles fixes. Une fois l'application définie, la vitesse requise et les capacités de traitement graphique de l'ordinateur industriel peuvent être déterminées sans avoir besoin de mises à niveau constantes. Par rapport à la vitesse et au prix, les clients industriels accordent davantage d'importance à un fonctionnement stable à long terme. Les cartes mères industrielles ont généralement une durée de vie de 5 à 8 ans.
2. Différences dans les matériaux des composants électroniques
Les cartes mères sont des cartes de circuits imprimés (PCB) et le cœur des PCB est constitué de divers composants électroniques. Les différents cycles de service des cartes mères industrielles et commerciales entraînent des contrastes marqués dans la sélection des composants électroniques.
Par rapport aux cartes mères industrielles, les cartes mères commerciales ont des exigences moindres en matière de stabilité du produit et d'environnements d'exploitation. Ils utilisent généralement des matériaux de qualité commerciale-pour les composants-sensibles au temps. Par exemple, les condensateurs électrolytiques courants sont largement utilisés dans les cartes mères commerciales. Cela répond à deux objectifs : répondre aux besoins du marché commercial et réduire les coûts des cartes mères.
Les composants des cartes mères industrielles doivent résister à une large plage de températures (-40°C à 80°C) pour garantir un fonctionnement fiable dans des environnements exigeants (fonctionnement continu prolongé, vibrations, poussières, rayonnements, etc.). De plus, les composants industriels des cartes mères doivent résister à des températures et à une humidité élevées. Pour répondre aux demandes des applications, les cartes mères industrielles utilisent des condensateurs électrolytiques à puce, des condensateurs au tantale et des condensateurs céramiques de haute qualité. C’est l’une des raisons pour lesquelles les cartes mères industrielles coûtent plus cher que les cartes commerciales.
3. Différences entre les PCB
Les cartes mères commerciales utilisent une conception de PCB à quatre-couches. Généralement, les cartes de circuits imprimés sont divisées en quatre couches. Les couches supérieure et inférieure servent de couches de signal, tandis que les deux couches du milieu fonctionnent comme des plans de masse et d'alimentation. Les avions au sol et de puissance sont positionnés au centre. Les cartes mères industrielles utilisent des conceptions de circuits imprimés à six couches ou plus, spécialement conçues pour améliorer la résistance de la carte aux interférences électromagnétiques (EMI) et la compatibilité électromagnétique (EMC), améliorant ainsi la stabilité globale.
4. Différences de processeur
(1) Consommation d'énergie
Les cartes mères industrielles utilisent généralement des processeurs-à faible consommation pour résister aux environnements difficiles courants dans les applications de contrôle industriel.
(2) Conception des circuits
Les cartes mères industrielles doivent s'adapter à de larges plages de température et de tension dans les applications industrielles, avec une tolérance de tension plus large que les cartes commerciales-fonctionnant généralement entre 9 et 36 V. Cela nécessite une disposition et une conception de circuit plus précises pour le processeur.
(3) Résistance EMI différente
Les cartes mères commerciales sont soumises uniquement à des tests CEM commerciaux, ce qui entraîne une résistance EMI plus faible. Les cartes mères industrielles exigent une résistance EMI élevée et doivent réussir les tests et certifications EMI, EMC et autres.
5. Processus de planification et de test de la production
Les cartes mères industrielles sont souvent développées pour des applications spécifiques et peuvent ne convenir qu'à certaines utilisations. Par conséquent, leur champ d’application est limité, alors que les cartes mères commerciales ciblent des marchés nationaux et peuvent être produites en très grandes séries. En raison de considérations de volume, la répartition des coûts pour la planification de la production des cartes mères industrielles est nettement plus élevée que pour les cartes mères commerciales. Cela représente un autre facteur contribuant à la disparité de prix entre les cartes mères industrielles et commerciales.
Les cartes mères commerciales sont principalement soumises à trois processus d'inspection : ICT, FUTION et MANU. Avant que les cartes mères industrielles n'entrent en production, elles doivent passer plusieurs procédures de tests rigoureuses, allant généralement de T5 à T7. Au-delà d'ICT, FUTION et MANU, des tests supplémentaires de température, de vibration, de sécurité et d'autres paramètres sont nécessaires pour garantir la qualité de chaque carte mère industrielle.
6. Autres considérations
(1) Les cartes mères industrielles prennent en charge davantage d'interfaces
Ils peuvent prendre en charge simultanément PCI, PCIe, Mini PCIe, plusieurs ports COM, plusieurs ports USB, des bus GPIO intégrés, des capacités de double affichage, des interfaces HDMI, DVI, VGA et LPT. Les cartes pleine longueur-peuvent être associées à des fonds de panier pour prendre en charge plusieurs extensions ISA, PCI et PCIe.
(2) Les cartes mères industrielles disposent de fonctions de protection
Grâce à une conception spécialisée, les cartes mères industrielles permettent un redémarrage automatique du système de surveillance et une protection contre les surtensions lors de conditions anormales telles que des arrêts du système. Cela garantit pleinement des exigences de stabilité élevées dans des environnements difficiles.